基于冲蚀耦合动网格方法的摇臂式喷灌喷头冲蚀变形数值模拟研究

喷灌喷头长期冲蚀磨损引起的喷嘴结构变形是影响其水力性能的主要原因之一。为了探究喷头的冲蚀变形及变形对其水力性能的影响规律,基于冲蚀耦合动网格方法以PY1-20sh型喷头为研究对象,利用标准k-ε湍流模型与Generic冲蚀模型建立喷头固-液两相流数值模型,针对3组不同水流含沙量工况开展喷头运行160 h内的冲蚀变形数值模拟研究。结果表明:喷头的冲蚀磨损主要发生在主喷嘴处,持续地冲蚀磨损使其质量减小,主喷嘴冲蚀变形表现为管壁向外不均匀扩张使得出口直径增大,变形程度与喷头运行时长及水流含沙量均呈正相关,变形速率随运行时间的延长而减缓,形状系数变大说明出口断面逐渐偏离圆形。喷头水力性能的变化表现为冲蚀变形使出口流量增加但流量系数减小,且由理论分析发现喷头射程随运行时长逐渐缩短,末端水滴直径逐渐减小但变化幅度不大。研究结果可为喷头的合理使用与结构设计提供参考依据。

基于孔隙率对生态混凝土抗压强度及植生性能的研究

文中介绍了生态混凝土的概念,研究利用火山石、天然石料为粗骨料制备生态混凝土,并对吸水率、抗压性能以及植生性能方面进行了对比研究。结果显示:火山石吸水率远高于天然骨料。在同一孔隙率下,吸水率越大的骨料制成的混凝土试块内部结构相对疏松,天然石料制备的混凝土的抗压强度大于火山石制备的混凝土。在植生性能方面,火山石制备的混凝土板在满足强度要求的情况下植生性能优于天然石料制备的混凝土板;相应的白羊毛、黑麦草、披碱草在火山石组上种植其径长最长可分别达到29.2cm、28.6cm、18.4cm,在天然石料组上种植其径长最长可分别达到26.5cm、27.6cm、14cm;而白三叶和鸭绒草则不适于在此生态混凝土版上种植。制备的混凝土板在满足强度要求的情况下有较好的植生性能,为以后生态混凝土在城市河道边坡、公路护坡方面的应用提供了技术支撑。